By Kenna Hughes-Castleberry postat 11 november 2022
Sjukvården är kanske en av de globalt mest lukrativa branscherna, eftersom det krävs mer än 10% av de flestas BNP utvecklade länder. Från att utveckla nya läkemedel till att allokera patientvård, det finns många olika områden inom hälso- och sjukvården som kan dra stor nytta av kvantdatorer. Med stora mängder patientdata och farhågor om säkerhet och patientintegritet kan sjukvårdsanvändningsfall redan behandlas med den nuvarande utvecklingen inom kvantdatorer. "Kvantglödgning är att lösa problem som är optimeringsproblem, saker som leveranskedjan optimering, hitta bättre läkemedel, och naturligtvis att tänka på hur man kan komma in i bättre kliniska prövningar”, förklarade VD och grundare av Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris är ett av de ledande företagen som använder kvantdatorer för att optimera läkemedelsdesign, bara en av de många undersektorerna inom hälso- och sjukvårdsindustrin.
Sjukvård och droger
Läkemedel och läkemedelsdesign är bara två faktorer inom sjukvården som hjälper till med patienternas välbefinnande. "Vi börjar verkligen först nu utvärdera detta," tillade Keinan. "För om du kan designa läkemedel som kommer att bli bättre, är de effektivare med färre biverkningar, eller hur? Säkrare droger innebär att resten av läkemedelsutvecklingsprocessen kommer att bli snabbare och billigare. Och det betyder att din kostnad för medicin kommer att sjunka, vilket betyder att du kan utveckla läkemedel för mindre patientpopulationer." Med kvantteknik som används i båda kemiska simuleringar och optimeringar för läkemedelsutveckling kan detta avsevärt sänka produktionskostnaderna för dessa läkemedel. Som Keinan sade frigör detta läkemedelsföretagen att söka botemedel för mer specifika åkommor. Medan nuvarande läkemedelsföretag huvudsakligen riktar sig till större sjuka populationer, eftersom det finns en högre vinst, kan kvantberäkning minska begränsningen och möjliggöra ny läkemedelsforskning om andra sjukdomar.
Ett specifikt sätt som kvantberäkning kan hjälpa till med läkemedelsdesign är genom att studera proteinveckning. Inte bara skulle simulering och analys av vikningsprocessen hjälpa till drog upptäckt, men det har också bredare konsekvenser för andra underindustrier som nutrition, onkologi och andra. Enligt en ny artikel av Booz-Allen: "Med hjälp av en kvantalgoritm som kallas en Variational Quantum Eigen-solver, är det möjligt att producera en statistisk representation av möjliga veck i en aminosyrakedja, med resultatet som en förutsägelse för proteinkonfigurationen vi skulle observera i naturen." Polaris tar denna process ett steg längre genom att titta på den potentiella toxiciteten hos molekylerna när de passerar genom hjärnans blod-hjärnbarriär. "Vi hittar molekyler som binder till proteinet som passerar in i hjärnan och är mindre giftiga, i en enda optimering, inte i tre olika steg," sa Keinan. "Det är så vi gör tidslinjen kortare."
Kvant och diagnos
Utöver läkemedelsupptäckt kan kvantberäkning också hjälpa till avsevärt sjukdomsdiagnos. Redan sjukhus och kliniker använder AI och maskininlärning för att hjälpa till att upptäcka möjliga sjukdomar eller tumörer i patienttestresultat och bilder. "Så, allt som handlar om maskininlärning har potential att snabbas upp med kvant, speciellt när det är stora mängder data," förklarade Amir Naveh, Medgrundare och Chief Product Officer (CPO) av Classiq Technologies, ett marknadsledande kvantdatorföretag. Med AI som gör betydande framsteg när det gäller att påskynda sjukdomsdetektering verkar det som att kvantberäkning, i kombination med AI, kommer att skapa betydande förändringar inom hälsovårdsindustrin. AI-entreprenör Gary Fowler utvecklade dessa förutsägelser under 2021 forbes Artikeln, skriver "Quantum computing kommer att vara ett annat användbart verktyg för att hitta svar på sjukdomar som Parkinsons, cancer och andra åkommor som tar så många liv varje dag." Som experter varnar för de ökande hoten från odiagnostiserade sjukdomar som kolorektal cancer hos yngre generationer kan kvantberäkning skapa ett tidigare varningssystem, vilket gör tidig screening lättare och mer tillgänglig för en bredare publik.
Quantum Computing och patientvård i vårdinrättningar
Med virus som COVID-19 överväldigande sjukhussystem söker många experter kvantdatorer för att hantera flaskhals av fler patienter än läkare eller sjukhussängar. Tiden att åtgärda dessa flaskhalsar är mer uppenbar än någonsin, eftersom Världshälsoorganisationen (WHO) förutspår att av 2030Kommer det att finnas ett underskott av nästan 10 miljoner vårdgivare, inklusive läkare och sjuksköterskor. Denna flaskhals kan bara bli värre om en annan global pandemi slår till, vilket skapar ett trängande behov av att använda kvantteknik för att hjälpa till att lösa dessa problem. Eftersom många av dessa flaskhalsar kan lösas med hjälp av optimeringsalgoritmer, kan kvantberäkning bidra till att skapa effektivare vårdprocesser, samt bättre allokering av resurser som medicin eller sjukhussängar. "Quantum kan hjälpa hela den här domänen," tillade Naveh. "Själva vården för patienterna, som är allt från att kunna ge optimalt stöd till patienter till att kunna se till att det finns bedrägeriupptäckt i dessa anläggningar." Med journaler som innehåller känslig patientinformation kan kvantberäkning ge en extra säkerhetsnivå via kryptering processer. Eftersom kvantdatorn hyllas som ett hot mot nuvarande nivåer av cybersäkerhet, kan den hjälpa till att bana väg för nyare nivåer av digital säkerhet, särskilt för patientjournaler och annan typ av känslig information.
Med sina många olika fördelar är det ingen överraskning att kvantteknologi redan tillämpas på sjukvårdsindustrin och kommer att fortsätta att förändra branschen i framtiden. Som Fowler sa i en intervju med Inuti Quantum Technology, "Världen har förändrats i grunden för oss alla. Användningen av kvantdatorer som är 100 miljoner gånger snabbare än de snabbaste superdatorerna kommer att tillåta oss att göra det som skulle ta 10,000 200 år på XNUMX sekunder. Föreställ dig möjligheten att upptäcka läkemedel och andra områden inom hälsoteknik som påverkar våra liv."
Kenna Hughes-Castleberry är personalskribent på Inside Quantum Technology och Science Communicator vid JILA (ett partnerskap mellan University of Colorado Boulder och NIST). Hennes skrivbeats inkluderar djupteknologi, metaversen och kvantteknologi.
